高速风洞支撑系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高速风洞支撑系统，用于在高速风洞中对飞机模型提供支撑。所述高速风洞支撑系统包括一个垂直设置的支撑柱；一个可拆卸地固定于所述支撑柱上的底座；可以在水平面内转动的第一折臂和第二折臂，可以在竖直面内转动的第三折臂和滚转支臂。所述飞机模型支撑于所述滚转支臂的末端，并可绕所述滚转支臂的轴线转动。本发明专利技术所提供的高速风洞支撑系统可以提供对飞机模型的俯仰角、偏航角、滚转角进行灵活控制的能力，适用于在高速风洞环境下对飞机模型提供多姿态可调的支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种航空空气动力学试验设备，尤其是一种用于飞机模型风洞试验过程中，对飞机模型进行支撑的结构系统，特别是一种高速风洞支撑系统，适用于在高速风洞环境下对飞机模型提供多姿态可调的支撑结构。
技术介绍
飞机模型风洞试验的相关原理及过程在2012年10月12日提交的中国专利申请201210387483. 6中进行了清楚的描述，此处引用作为参考，以便于本领域技术人员进行理解，本申请仅以其作为
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加以描述，不可将其视为现有技术。上述
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中提供了一种改进的支撑结构，用以在飞机全机测压试验中对其提供稳定的支撑，同时兼具张线支撑系统气动干扰小的优点。但是，该
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中的支撑系统难以用于高速风洞实验环境中。因为高速风洞中气流速度很高，风洞的气密性要求很高，用于飞机模型的支撑结构相对低速风洞来说要求更高，具体来说就是结构不能太大，气流干扰要尽可能小，以满足基本的阻塞度要求，亦即，支撑结构在风洞中占据的空间不能太大，否则会阻塞高速气流的通过，使得气流速度无法达到风洞实验的高马赫数要求。另外，高速风洞环境下的支撑系统除了对其尺寸要求较高之外，还需要考虑提供多姿态可调的功能，也就是说，适用于高速风洞的支撑系统，需要提供对飞机模型的俯仰角、偏航角、滚转角进行灵活控制的能力。US4658635A中公开了一种典型的风洞支撑系统，该支撑系统包括设置于风洞地板上的一个转动圆盘，转动圆盘上设置有一个支撑弯臂，该支撑弯臂可以在液压机构控制下作俯仰变化，支撑弯臂顶端可旋转的支撑有一个悬臂，悬臂末端连接于飞机模型的尾部，从而对飞机模型提供了尾部支撑。当转动圆盘转动时，整个飞机模型会随之转动，从而可以提供偏航角控制能力；当支撑弯臂俯仰变化时，可以提供俯仰角控制能力；当悬臂转动时，可以提供滚转角控制能力。US4658635A的缺陷是，用于调节偏航角的转动圆盘占据的空间很大，即便设置于风洞的地板下面，也需要较大的空间，况且由于其为转动部件，设置于地板下方的话密封就很成问题。另外，如果飞机模型尺寸较大的话，则支撑弯臂会相应的变大，否则难以提供较大范围的俯仰角度调节范围。而通常情况下风洞的高度和宽度相当有限，这就限制了支撑弯臂的大小，从而限制了俯仰角度的调节范围。类似的，US5020364A也公开了一种风洞支撑系统，该支撑系统包括设置于风洞地板上的一个转动圆盘，转动圆盘上设置有一个伸缩臂，伸缩臂顶端支撑有一个俯仰悬臂，悬臂末端连接于飞机模型的尾部，从而对飞机模型提供了尾部支撑。当转动圆盘转动时，整个飞机模型会随之转动，从而可以提供偏航角控制能力；当俯仰悬臂俯仰变化时，可以提供俯仰角控制能力。US5020364A的缺陷同样是转动圆盘。另外，为提供较大范围的俯仰角度调节范围，该现有技术提供了一个伸缩臂，但是，通常情况下风洞的高度和宽度又相当有限，当飞机模型较大，该伸缩臂的伸缩量就会限制俯仰角的调节范围。因此，有必要提供一种高速风洞支撑系统，适用于在高速风洞环境下对飞机模型提供多姿态可调的支撑结构。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种高速风洞支撑系统，以减少或避免前面所提到的问题。具体来说，本专利技术提供了一种高速风洞支撑系统，用于在高速风洞中对飞机模型提供支撑，所述高速风洞支撑系统包括一个与所述高速风洞地板和顶板固定连接且垂直设置的支撑柱；一个可拆卸地固定于所述支撑柱上的底座；第一折臂，所述第一折臂通过第一转轴可转动地连接于所述底座上，并且可绕平行于所述支撑柱的第一转轴在水平面内转动；第二折臂，所述第二折臂通过第二转轴可转动地连接于所述第一折臂的末端，并且可绕平行于所述支撑柱的第二转轴在水平面内转动；第三折臂，所述第三折臂通过第三转轴可转动地连接于所述第二折臂的末端，并且可绕垂直于所述支撑柱的第三转轴在竖直面内转动；滚转支臂，所述滚转支臂通过第四转轴可转动地连接于所述第三折臂的末端，并且可绕垂直于所述支撑柱的第四转轴在竖直面内转动；所述飞机模型支撑于所述滚转支臂的末端，并可绕所述滚转支臂的轴线转动。优选地，所述支撑柱沿所述高速风洞的气流方向具有相同的截面，所述截面为两侧对称的流线形梭状。优选地，沿所述支撑柱高度方向等间隔设置有多个预留安装螺孔。优选地，所述预留安装螺孔中设置有遮蔽螺帽。优选地，所述第一折臂、第二折臂、第三折臂以及各自转轴外围设置有保护罩。本专利技术所提供的高速风洞支撑系统可以提供对飞机模型的俯仰角、偏航角、滚转角进行灵活控制的能力，适用于在高速风洞环境下对飞机模型提供多姿态可调的支撑。附图说明以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中，图1显示的是根据本专利技术的一个具体实施例的一种高速风洞支撑系统的垂直截面示意图；图2为图1所示高速风洞支撑系统的俯视截面示意图。具体实施例方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。图1显示的是根据本专利技术的一个具体实施例的一种高速风洞支撑系统I的垂直截面示意图；图2为图1所示高速风洞支撑系统I的俯视截面示意图。如图所示，支撑系统I可用于在高速风洞中对飞机模型100提供支撑，例如，该支撑系统I可用于在飞机全机测压试验中将整个飞机模型100支撑在风洞中，在高速气流环境下通过压力测试设备测量整个飞机模型100的各部件在特定飞行条件下的压力分布数据，以此获得飞机的流动特征。参见图1-2，为了便于说明，图中提供了三维坐标系，其中，χ轴沿高速风洞的长度方向延伸，y轴沿高速风洞的宽度方向延伸，z轴沿高速风洞的高度方向延伸。如图所示，本实施例中的高速风洞支撑系统I包括一个与高速风洞地板200和顶板300固定连接且垂直设置的支撑柱11以及一个可拆卸地固定于支撑柱11上的底座12。图1和2中所示的高速风洞为传统形式的矩形截面风洞，其具有相对有限的高度(图中z轴方向)和有限的宽度(图中y轴方向)，但是该风洞却具有相对很大的长度(图中χ轴方向)，图中为清楚描述，仅仅截取了长度方向的部分结构。本领域技术人员应当理解，图中所示风洞结构乃是适用于本专利技术的一种高速风洞，亦即其具有相对有限的高度和宽度，并且具有相对很大的长度。本实施例中的高速风洞支撑系统I还包括一个第一折臂13，所述第一折臂13通过第一转轴131可转动地连接于底座12上，并且可绕平行于支撑柱11的第一转轴131在水平面内(坐标系中χ-y平面)转动；并且高速风洞支撑系统I还包括一个第二折臂14，所述第二折臂14通过第二转轴141可转动地连接于第一折臂13的末端，并且可绕平行于支撑柱11的第二转轴141在水平面内(坐标系中χ-y平面)转动。进一步的，高速风洞支撑系统I还包括一个第三折臂15，所述第三折臂15通过第三转轴151可转动地连接于第二折臂14的末端，并且可绕垂直于支撑柱11的第三转轴151在竖直面内(坐标系中x-z平面)转动；并且高速风洞支撑系统I还包括一个滚转支臂16，所述滚转支臂16通过第四转轴161可转动地连接于第三折臂15的末端(此处图形尺寸较小，为表示清楚，相关线条进行了简化)，并且可绕垂直于支撑柱11的第四转轴161在竖直面内(坐标系中x-z平面)转动。飞机模型100支撑于滚转支臂16的末端，并可绕滚转支臂16的轴线转动，也就是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速风洞支撑系统，用于在高速风洞中对飞机模型（100）提供支撑，其特征在于，所述高速风洞支撑系统（1）包括：一个与所述高速风洞地板（200）和顶板（300）固定连接且垂直设置的支撑柱（11）；一个可拆卸地固定于所述支撑柱（11）上的底座（12）；第一折臂（13），所述第一折臂（13）通过第一转轴（131）可转动地连接于所述底座（12）上，并且可绕平行于所述支撑柱（11）的第一转轴（131）在水平面内转动；第二折臂（14），所述第二折臂（14）通过第二转轴（141）可转动地连接于所述第一折臂（13）的末端，并且可绕平行于所述支撑柱（11）的第二转轴（141）在水平面内转动；第三折臂（15），所述第三折臂（15）通过第三转轴（151）可转动地连接于所述第二折臂（14）的末端，并且可绕垂直于所述支撑柱（11）的第三转轴（151）在竖直面内转动；滚转支臂（16），所述滚转支臂（16）通过第四转轴（161）可转动地连接于所述第三折臂（15）的末端，并且可绕垂直于所述支撑柱（11）的第四转轴（161）在竖直面内转动；所述飞机模型（100）支撑于所述滚转支臂（16）的末端，并可绕所述滚转支臂（16）的轴线转动。...

【技术特征摘要】
1.一种高速风洞支撑系统，用于在高速风洞中对飞机模型(100)提供支撑，其特征在于，所述高速风洞支撑系统(I)包括 一个与所述高速风洞地板(200)和顶板(300)固定连接且垂直设置的支撑柱(11)； 一个可拆卸地固定于所述支撑柱(11)上的底座(12)； 第一折臂(13)，所述第一折臂(13)通过第一转轴(131)可转动地连接于所述底座(12)上，并且可绕平行于所述支撑柱(11)的第一转轴(131)在水平面内转动； 第二折臂(14)，所述第二折臂(14)通过第二转轴(141)可转动地连接于所述第一折臂(13)的末端，并且可绕平行于所述支撑柱(11)的第二转轴(141)在水平面内转动； 第三折臂(15)，所述第三折臂(15)通过第三转轴(151)可转动地连接于所述第二折臂(14)的末端，并且可绕垂直于所述支撑柱(11)的第三转轴(151)在竖直面内转动； 滚转支臂(16)，所述滚转支...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵霞，黎军，宗宁，韩江旭，王孜孜，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：